超級電容作為功率型儲能器件,憑借高功率、長循環壽命特性,與能量型鋰電池互 補、協同。鋰電池作為能量型儲能器件,已被廣泛應用于各類長時儲能場景,超級電容 則可以憑借高功率、長循環壽命特性,應用于短時大功率、多次循環放電的單獨儲能場 景,或與鋰電池組成混合能源系統,實現與能量型鋰電池的互補、協同。
1)單獨儲能場景下,超級電容在短時大功率、多次循環放電場景下更具經濟性
僅考慮一次投資成本,假設 EDLC、混合超容、鋰電池功率密度為 30、5、2kW/kg, 能量密度為 550、200Wh/kg,儲能系統成本為 10、1、0.15 萬元/度電,通過繪制不同 放電時間下的一次投資成本曲線,可見 EDLC 在 s 級市場、混合型超容在 min 級市場更 具成本優勢,因此超級電容在短時大功率放電場景下具備經濟性。 同時考慮不同電源的可循環充放電壽命,假設 EDLC、混合超容、鋰電池循環壽命 為 100、10、0.4 萬次,則計算得對應的生命周期成本分別為 0.1、0.1、0.375 元/度電/次, 可見超級電容生命周期成本低于鋰電池,在多次循環放電場景下具備經濟性。
2)混合能源系統中,超級電容負責短時高功率峰值,鋰電池負責長時低功率輸出
混合能源系統中,由鋰電池等主能源提供長期低功率能量輸出,超級電容負責高功 率峰值和快速響應,超級電容可從主能源處充電,或收集系統回饋的能量。在能源系統 中引入超級電容,可實現高功率瞬時響應,并降低主電源的功率輸出以延長其使用壽命, 從而降低能源系統的生命周期成本。